AlGaN中的应变状态

用X射线衍射和卢瑟福背散射方法研究了生长在GaN上厚度为570nm 的AlxGa1-xN外延层中的应变状态. 实验结果显示AlGaN的共格因子在组分小于0.42时随组分的增加而近似线性减小，并且在0.42时达到30%，此后随组分的增加变化较慢，在x＝1(AlN)时接近0. 在本实验条件中，由于GaN层处于压应变状态，导致与AlGaN外延层的失配变小，使得组分约为0.16的AlxGa1-xN外延层可以共格生长在GaN层上.     

Si(111)衬底高温AlN缓冲层厚度及其结构特性

通过高分辨X射线衍射、光致发光、二次离子质谱（SIMS) 、原子力显微镜和同步辐射X射线衍射分析了AlN缓冲层的厚度对GaN外延层的影响. 实验表明，在缓冲层厚度为13～20nm之间时，GaN外延层的张应力最小，同时晶体质量和光学质量达到最优值. 此外，SIMS分析表明，当AlN缓冲层位于13～20nm之间时，可有效抑制Si的扩散.     

AlGaN中的应变状态

用X射线衍射和卢瑟福背散射方法研究了生长在GaN上厚度为570nm的AlxGa1-xN外延层中的应变状态.实验结果显示AlGaN的共格因子在组分小于0.42时随组分的增加而近似线性减小,并且在0.42时达到30%,此后随组分的增加变化较慢,在x=1(AlN)时接近0.在本实验条件中,由于GaN层处于压应变状态,导致与AlGaN外延层的失配变小,使得组分约为0.16的AlxGa1-xN外延层可以共格生长在GaN层上.     

Si离子注入和退火温度对GaN黄光的影响

对光致发光谱中无黄光和有强黄光的两组GaN样品作了Si离子注入 ,研究了Si离子注入及退火温度对其黄光的影响 .当退火温度升高时 ,不管是哪一组样品 ,其黄光强度和黄光强度与带边发光带强度之比都是增强的 .无黄光的GaN样品在注入Si离子并经退火后出现明显的黄光 ;而有强黄光的GaN样品经相同处理后 ,其黄光强度较原生样品大大降低 .实验结果表明离子注入加上适当退火会在GaN中引入与黄光有关的深受主缺陷从而使黄光强度增加 ,此外 ,在离子注入过程中GaN表面不仅可以吸附离子注入引入的点缺陷 ,而且还能够吸附GaN中原有的与黄光有关的点缺陷 ,这种吸附作用随离子注入剂量增加而变强 .     

GaN生长速率的研究

采用在位监控方法研究了MOCVD系统中GaN材料的外延生长速率与NH3流量、TMGa流量、Ⅴ/Ⅲ比等生长参数的关系.GaN生长速率随NH3流量的提高先增加后减小,而随TMGa流量的增加线性的增加.在不同NH3流量的情况下,GaN生长速率随TMGa流量增加的速率不同.GaN的生长速率与Ⅴ/Ⅲ比没有直接的关系,而与NH3,TMGa等条件有关.实验结果表明,MOCVD系统中存在着较强的预反应.预反应的程度与TMGa的流量成正比.     

p型GaN的掺杂研究

采用正交实验设计方法设计p型GaN的生长,通过较少的实验,优化了影响p型GaN性质的三个生长参数:Mg流量、生长温度和Ⅴ/Ⅲ比.过量的Mg源流量、过高的生长温度、过大的Ⅴ/Ⅲ比都会降低自由空穴浓度.还研究了退火温度对p型GaN的载流子浓度和光学性质的影响.实验结果表明,700～750℃范围为最佳退火温度.     

MOCVD法侧向外延生长高质量GaN

利用金属有机物气相外延法(MOCVD),在GaN/蓝宝石复合衬底上,采用侧向外延生长技术制备出高质量的GaN外延膜,并对其进行扫描电镜、X射线双晶衍射、透射电镜测量和分析.发现完全合并后的GaN外延层的表面平整,晶体质量较衬底有大幅的提高,透射电镜进行微区位错观察发现窗口区穿透位错大部分发生转向,侧向生长区下方的穿透位错被掩膜阻断.     

Si(111)衬底高温AlN缓冲层厚度及其结构特性

通过高分辨X射线衍射、光致发光、二次离子质谱(SIMS)、原子力显微镜和同步辐射X射线衍射分析了AlN缓冲层的厚度对GaN外延层的影响.实验表明,在缓冲层厚度为13～20nm之间时,GaN外延层的张应力最小,同时晶体质量和光学质量达到最优值.此外,SIMS分析表明,当AlN缓冲层位于13～20nm之间时,可有效抑制Si的扩散.     

p型GaN的掺杂研究

采用正交实验设计方法设计p型GaN的生长,通过较少的实验,优化了影响p型GaN性质的三个生长参数：Mg流量、生长温度和Ⅴ/Ⅲ比．过量的Mg源流量、过高的生长温度、过大的Ⅴ/Ⅲ比都会降低自由空穴浓度．还研究了退火温度对p型GaN的载流子浓度和光学性质的影响．实验结果表明,700～750℃范围为最佳退火温度．     

AlGaN中的应变状态

用X射线衍射和卢瑟福背散射方法研究了生长在GaN上厚度为570nm的AlxGa1-xN外延层中的应变状态.实验结果显示AlGaN的共格因子在组分小于0.42时随组分的增加而近似线性减小,并且在0.42时达到30%,此后随组分的增加变化较慢,在x=1(AlN)时接近0.在本实验条件中,由于GaN层处于压应变状态,导致与AlGaN外延层的失配变小,使得组分约为0.16的AlxGa1-xN外延层可以共格生长在GaN层上.